CN109759438A - 一种有机污染土壤的修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有机污染土壤的修复方法，包括以下步骤：S1、将有机污染土壤进行破碎过筛后，去除石头块；S2、将腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液混合后加入到有机污染土壤中得到预修复土壤；S3、将所述预修复土壤堆垛后在密封环境中放置即可得到修复后的土壤。腐殖酸复合生物炭的制备步骤如下：S01、从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸，将提取得到的腐殖酸加入到含有焦磷酸钠的溶液中，混匀后过滤收集滤液；S02、向所述滤液中加入亚铁盐，搅拌后，调节pH值到7.0～7.5，加入木质中药材残渣混合后，热解、冷却后、热解、活化，再次冷却，然后用盐酸溶液洗涤，搅拌抽滤清洗至中性，干燥后得到腐殖酸复合生物炭。
Description
技术领域
本发明涉及土壤治理修复领域，具体涉及一种有机污染土壤的修复方法。
背景技术
有机污染是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。按照特性可分为天然有机污染物和人工合成有机污染物两大类。随着工业化进程的加快，有机污染土壤所占的比例越来越高。有机污染土壤对食品安全、人体健康、生态安全及农业可持续发展均有着较大的影响。现有技术中的修复技术主要有气相抽提法、热脱附法、化学淋洗法、氧化还原法及生物修复法。其中，气相提抽法及热脱附法主要利用的是有机污染物的挥发性，然而，要将有机污染物从土壤中迁移出来需要一整套的修复装备，且对于一些难挥发的高分子量化合物，难以用这类方法去除；化学淋洗法则是利用表面活性剂等淋洗液洗脱除去土壤中的有机污染物，但由于淋洗液会造成新的污染，因此，需要增加设备回收淋洗液，不仅成本较高，而且淋洗液难以完全从土壤中去除，会产生二次污染。氧化还原法，是在土壤中添加氧化还原剂来实现有机污染土壤修复，但大量投加氧化还原剂会对土壤的结构和性质造成破坏，且适用范围较窄，同时氧化剂易造成新的污染；生物修复法，虽然成本低廉，但耗时较长且修复程度有限。因此，现有技术中的各种修复方法仍有待进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种绿色环保及修复效果好的有机污染土壤修复方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种有机污染土壤的修复方法，包括以下步骤：S1、将有机污染土壤进行破碎过筛后，去除石头块；
S2、将腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液混合后加入到S1处理后的有机污染土壤中得到预修复土壤；
S3、将所述预修复土壤堆垛后在密封环境中放置20～25天后即可得到修复后的土壤。
进一步地，所述腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液的质量之比为(15～20):(2～8):10。
进一步地，所述微生物菌剂中含有泾阳细黄链霉菌、米曲霉菌、黑曲霉菌和枯草芽孢杆菌；优选地，所述微生物菌剂中活菌的含量为108CFU/g以上。
进一步地，所述酶液中含有蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶；优选地，所述蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶的质量之比为:(2～4)：(1～3):1。
进一步地，所述腐殖酸复合生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S01、从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸，将提取得到的腐殖酸加入到含有焦磷酸钠的溶液中，混匀后过滤收集滤液；
S02、向所述滤液中加入亚铁盐，搅拌后，调节pH值到7.0～7.5，加入木质中药材残渣混合后，将得到的混合物在氮气保护下800～900℃热解2～3h，冷却后用KOH混合后再于800～900℃热解2～3h进行活化后，再次冷却，然后用盐酸溶液洗涤，搅拌抽滤清洗至中性，干燥后得到腐殖酸复合生物炭。
进一步地，所述亚铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁中的一种。
进一步地，所述腐殖酸与亚铁盐的质量比为15～30：1。
进一步地，所述富含腐殖酸的原料包括泥炭土、褐煤或风化煤中的一种或多种。
进一步地，所述从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸的操作具体为：取富含腐殖酸的原料，加入NaOH溶液中，搅拌下反应12～24h后，将固液分离，收集滤液，并将固相部分再次加入NaOH溶液进行提取，重复提取1～5次，将每次提取的滤液合并后，调节合并滤液的pH至2.0以下，得到的沉淀物即为腐殖酸。
本发明的有益效果在于：本发明方案将氧化还原法与生物修复法结合，巧妙地利用酶液、微生物菌剂及腐殖酸复合生物炭复配后，可实现快速有效降解污染物，同时，还可为土壤补充新的养分，不产生二次污染，可实现对土壤高效、绿色安全地修复；腐殖酸亚铁和生物炭均具有强的还原性，两者复合后具有极强的供电子能力，在堆垛后土壤基本处于厌氧状态，有利于土壤中的多种有机污染物发生还原降解，实现土壤中有机污染物的快速修复；添加有微生物菌剂，既可分解掉土壤中的有机物，又可通过微生物的活动持续改良土壤结构，使土壤持续地保持软化状态，不至于板结；添加有酶液，可辅助消化分解土壤中的富营养化的有机成分。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
本发明的实施例为：一种有机污染土壤的修复方法，包括以下步骤：S1、将有机污染土壤进行破碎过筛后，去除石头块；S2、将腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液混合后按质量比为10～20:100加入到S1处理后的有机污染土壤中得到预修复土壤；S3、将所述预修复土壤堆垛后在密封环境中放置20～25天后即可得到修复后的土壤。
所述腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液的质量之比为(15～20):(2～8):10。科学配伍各生分的比例，避免对土壤的原有性质产生大的改变。
所述微生物菌剂中含有泾阳细黄链霉菌、米曲霉菌、黑曲霉菌和枯草芽孢杆菌；所述微生物菌剂中活菌的含量为108CFU/g以上。细黄链霉菌可以加速有机物分解，释放植物所必须的营养物质，能有效促进有效N、有效P和有效K的转化。米曲霉菌可产蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、纤维素酶和植酸酶等，可将土壤中残余的直链、支链淀粉降解为糊精及各种低分子糖类；产生的蛋白酶，可将不易消化的大分子蛋白质降解为蛋白胨、多肽及各种氨基酸，而且还能将粗纤维、植酸等难以被作物吸收利用，又难以分解的物质降解成为植物可吸收利用的小分子。黑曲霉菌可产生大量的纤维素酶且安全无毒素，可将土壤中残存的纤维素分解，同时可消耗掉空间内的少量氧气，降低体系内的氧含量。枯草芽孢杆菌，可用于降低多酚类有机物，同时，对于菲及苯并比等有机污染物的降解也具有良好的效果。各种微生物菌剂不仅能有效促进有机物降解，还能提升土壤中的肥力，促进植物对氮磷钾等矿质元素的吸收。
所述酶液中含有蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶；所述蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶的质量之比为:(2～4)：(1～3):1。各类活性酶复配微生物菌剂可促进土壤中的各种天然有机物的快速分解。
所述腐殖酸复合生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S01、从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸，将提取得到的腐殖酸加入到含有焦磷酸钠的溶液中，混匀后过滤收集滤液；
S02、向所述滤液中加入亚铁盐，搅拌后，调节pH值到7.0，加入木质中药材残渣混合后，将得到的混合物在氮气保护下850℃热解2h，冷却后用KOH混合后再于850℃热解2h进行活化后，再次冷却，然后用盐酸溶液洗涤，搅拌抽滤清洗至中性，干燥后得到腐殖酸复合生物炭。
所述亚铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁中的一种。
所述腐殖酸与亚铁盐的质量比为20：1。
所述富含腐殖酸的原料包括泥炭土。
所述从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸的操作具体为：取富含腐殖酸的原料，加入NaOH溶液中，搅拌下反应18h后，将固液分离，收集滤液，并将固相部分再次加入NaOH溶液进行提取，重复提取3次，将每次提取的滤液合并后，调节合并滤液的pH至1.5，得到的沉淀物即为腐殖酸。
取同一块土壤进行效果验证(验证前，通过气相色谱及高效液相色谱测得土壤中脂肪、蛋白质、纤维素的含量依次为：甲苯、二甲苯、萘、芘、苯并芘、蒽和菲的含量依次为105mg/kg、73mg/kg、26mg/kg、50mg/kg、31mg/kg、25mg/kg、7.5mg/kg)，具体实施操作过程中，各参数的取值及效果统计如下表1所示：
表1参数取值及效果统计表
从上表中可以看出，本发明方案进行修复时，天然有机物的去除率可达95％以上，合成有机物的去除率也可达90％以上。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种有机污染土壤的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将有机污染土壤进行破碎过筛后，去除石头块；
S2、将腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液混合后加入到S1处理后的有机污染土壤中得到预修复土壤；
S3、将所述预修复土壤堆垛后在密封环境中放置20～25天后即可得到修复后的土壤。
2.根据权利要求1所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述腐殖酸复合生物炭、微生物菌剂和酶液的质量之比为(15～20):(2～8):10。
3.根据权利要求1所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述微生物菌剂中含有泾阳细黄链霉菌、米曲霉菌、黑曲霉菌和枯草芽孢杆菌。
4.根据权利要求3所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述微生物菌剂中活菌的含量为108CFU/g以上。
5.根据权利要求1所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述酶液中含有蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶。
6.根据权利要求5所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶的质量之比为:(2～4)：(1～3):1。
7.根据权利要求1-6任一项所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述腐殖酸复合生物炭的制备方法，包括以下步骤：
S01、从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸，将提取得到的腐殖酸加入到含有焦磷酸钠的溶液中，混匀后过滤收集滤液；
S02、向所述滤液中加入亚铁盐，搅拌后，调节pH值到7.0～7.5，加入木质中药材残渣混合后，将得到的混合物在氮气保护下800～900℃热解2～3h，冷却后用KOH混合后再于800～900℃热解2～3h进行活化后，再次冷却，然后用盐酸溶液洗涤，搅拌抽滤清洗至中性，干燥后得到腐殖酸复合生物炭。
8.根据权利要求7所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述亚铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁或氯化亚铁中的一种。
9.根据权利要求7所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述腐殖酸与亚铁盐的质量比为15～30：1。
10.根据权利要求7所述的有机污染土壤的修复方法，其特征在于：所述从富含腐殖酸的原料中提取腐殖酸的操作具体为：取富含腐殖酸的原料，加入NaOH溶液中，搅拌下反应12～24h后，将固液分离，收集滤液，并将固相部分再次加入NaOH溶液进行提取，重复提取1～5次，将每次提取的滤液合并后，调节合并滤液的pH至2.0以下，得到的沉淀物即为腐殖酸。
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